Áram nélkül nem megy

A villamosenergia mindennapjaink nélkülözhetetlen másodlagos energiahordozója. Ha áram van, minden van – szól az egyik hazai áramszolgáltató cég szlogenje, és bár az állítás nyilván túlzó, de azért nem áll olyan messze a valóságtól. Az áram segítségével már nem csak világítunk vagy fűtünk, de az életünk megszokott kellékeinek tekinthető háztartási berendezések túlnyomó részét is ezzel üzemeltetjük, ennélfogva hiányát biztosan megérezzük.

Ahonnan a vezeték indul: a paksi atomerőmű irányítóközpontja [+]
© 2000 BME NTI

Az áramszolgáltatás minőségére különösen érzékenyek a számítógépek, amelyeknél egy áramszünet, áramingadozás vagy más hálózati hiba az esetleges jelentős anyagi kár mellett felbecsülhetetlen nem dologi kárt okozhat még abban az esetben is, ha a hiba nem tette tönkre a hardvert. A számítógéphálózatok világméretű elterjedésével ezért egyre inkább lényeges szemponttá vált, hogy az elektromos hálózat különböző zavarai ellen védve legyenek legalább a fontosabb hálózati komponensek, köztük elsősorban a kiszolgálók.

Az UPS-ek születése

A problémára kézenfekvő megoldás született; áramingadozás vagy áramkimaradás esetén akkumulátorról vagy generátorról kell táplálni ezeket az eszközöket. Ebből az indíttatásból születtek az UPS-ek (Uninterruptable Power Supply), azaz a szünetmentes tápegységek. Míg a generátoros megoldást elsősorban kifejezetten hosszantartó áramszünetek áthidalására rendszeresítik (jellemzően inkább kórházakban, mintsem egy közepes méretű szerverteremben találkozhatunk ilyen rendszerekkel), addig az akkumulátoros UPS-ek olyan felhasználási területeken jelenthetnek gyógyírt, ahol gyors és rövidebb ideig tartó beavatkozásra van szükség.

Az utóbbi években a szerverek mellett a munkaállomások védelme is egyre fontosabb szerephez jutott, ebből kifolyólag a kisebb irodákba, illetve a háztartásokba is egyre több szünetmentes áramforrás jut el napjainkban. Ezek a kompakt egységek elsősorban a hardvert védik, hiszen az áramhálózat hibájából adódó hardvermeghibásodás mellett a legrosszabbként bekövetkező teljes adatvesztés – gondos mentési stratégia mellett – inkább csak bosszúságot és néhány órás pluszmunkát okoz a rendszergazdának vagy az otthoni felhasználónak.

Az áramhálózat hibái

Viszonylag kevesen vannak tisztában azzal a ténnyel, hogy számítógépük hibás működése igen gyakran nem a hardver hibájára, sokkal inkább az áramhálózat rendellenességeire vezethető vissza. Az áramszünet ugyanis nem az egyetlen és még csak nem is az elsődlegesen előforduló zavar, ami a gép stabil működését veszélyezteti, noha kétségtelenül ez a „leglátványosabb” esemény.

A villamos hálózat irányából a következő veszélyek leselkednek számítógépünkre:

Feszültségkimaradás, vagyis áramszünet: időtartama néhány másodperctől nem ritkán órákig is eltarthat. Hatása az időtartamtól függetlenül többnyire egyező; a számítógép leáll. Ilyenkor a memória teljes tartalma törlődik, az el nem mentett adatok megsemmisülnek, FAT (vagy más nem naplózó) fájlrendszerek használata esetén pedig akár teljes adatvesztés is bekövetkezhet. A rövidebb, egy-két másodperces áramkimaradások mindemellett fokozottan igénybe vehetik a hardvert. Áramszünetet bármi okozhat a lokális hálózatot (lakás/ház) érő túlterheléstől (biztosíték-kioldás) kezdve az áramszolgáltató rendszerét ért komolyabb meghibásodásig/üzemzavarig bezárólag.

Feszültségcsökkenés: az áramhálózat által nyújtott névleges feszültség rövid ideig tartó hirtelen csökkenésével járó hálózati zavar. Többnyire a villamos hálózatot ért hirtelen, nagymértékű terhelés okozza (nagy fogyasztók bekapcsolása, elindítása). Amikor a hirtelen lecsökkent feszültség mértéke eléri a számítógép tápegységének alsó tűréshatárát, a számítógép instabillá válik, esetleg lefagy vagy újraindul, ennek hatása a feszültségkimaradásnál tárgyaltakhoz hasonló lehet.

Túlfeszültség: okozója a feszültségcsökkenésnél tárgyalt jelenség (hirtelen terhelésnövekedés) ellentéte; a hirtelen terheléscsökkenés. A túlfeszültség a névleges feszültségértéktől való eltérés mértékétől függő hatásokkal járhat. Az esemény káros hatásától a számítógépek tápegysége védi az érzékeny hardvert, a túlfeszültség ezért elsősorban a tápegységet terheli, ami hozzájárulhat annak idő előtti tönkremeneteléhez.

Tüske: Hirtelen, impulzusszerű feszültségnövekedés. Fontos, hogy ez a jelenség nemcsak az áramhálózaton jelentkezhet, hanem minden áramot továbbító közegben (pl. telefonzsinór, UTP kábel). Tüskét jellemzően közeli villámlás okozhat, esetleg a hálózat áramszünet után történő hirtelen újraindulása. Ha mértéke a tápegység védelmi képességét meghaladja, végzetes következménnyel járhat a hardverre.

Zaj vagy interferencia: a szabályos hálózati szinusz torzulását, nagyfrekvenciás összetevők megjelenését okozhatja. Nagyteljesítményű villamos motorok közelsége vagy akár villámlás is kiválthat zajt. Ez az állandónak tekinthető jelenség viszonylag ritkán jelentkezik az elektromos hálózatot károsan befolyásoló mértékben, ekkor viszont instabil működést eredményezhet.

Az APC (American Power Conversion) szünetmentes tápegységei a fentebb vázolt zavarok és hibák kiszűrésére nyújtanak biztos megoldást az egyéni munkaállomások szintjétől kezdve a szerverfarmokig. Szerkesztőségünkbe ezúttal a cég munkaállomásokat és munkaállomáscsoportokat védő Back-UPS családjának három tagja jutott el.

Méretezés

A három készülék bemutatása előtt azonban essék néhány szó az UPS méretezéséről: a szünetmentes tápegységek típusjelzéseinél szereplő szám legtöbbször az egység teljesítményére utal. Ezt az értéket vásárláskor mindenképpen ajánlott figyelembe venni, ugyanis alapvetően ez határozza meg, hogy az áramforrás képes lesz-e egyáltalán ellátni árammal a számítógépet feszültségkimaradás esetén, illetve hozzávetőlegesen mennyi ideig tudja ilyenkor táplálni rendszerünket akkumulátorról. Ehhez elsősorban fel kell mérnünk számítógépünk hozzávetőleges fogyasztását. Sokan hajlamosak azt hinni, hogy a PC teljesítményfelvétele megegyezik a benne lévő tápegység maximális teljesítményével. Ez legtöbbször még szélsőséges esetben sem állja meg a helyét, a gép valós fogyasztása a tápegység csúcsteljesítményének többnyire ugyanis csak a töredéke.

Étvágyhoz igazítva

Elmondható, hogy egy modern számítógép kiépítésétől és a rendszer terhelésétől függően körülbelül 80-180 wattnyi áramot fogyaszt. Ez az érték a gép bekapcsolásának pillanatában ugrásszerűen megnőhet, ez különösen akkor játszhat fontos szerepet, ha áramkimaradás esetén akarjuk elindítani a számítógépet. A szünetmentes tápegységhez a számítógép mellett ajánlott csatlakoztatni a kijelzőt is, ekkor a terhelés a monitor típusától (TFT, CRT) és méretétől függően körülbelül 30-150 wattal nőhet.

Némi zavart okozhat, hogy a szünetmentes áramforrások teljesítményét nem wattban adják meg a gyártók, hanem voltamperben (VA). A VA-teljesítmény (felvett teljesítmény) mindig nagyobb vagy egyenlő, mint a wattos (hasznos) teljesítmény; a két érték arányát Power Factornak (PF) hívja az angol. A PF fogalmával számítógép-tápegységek vizsgálata kapcsán már találkozhattunk korábban; a gyártók a tápok adatlapjain gyakran fel is tüntetik, hogy a táp által felvett teljesítmény mekkora hányada alakul át hasznos teljesítménnyé. A számítógépek kapcsolóüzemű tápjainál ez az arány 60-80 százalék között mozog típustól függően, így ha egy szünetmentes tápegységről tudjuk, hogy teljesítménye 500 VA, akkor a fentiek függvényében ez azt jelenti, hogy legrosszabb esetben (és nem árt mindig ezt alapul venni) nagyjából 300 wattig terhelhető.

A maximális áthidalási idő nagy mértékben függ a terhelés mértékétől, illetve az akkumulátor állapotától. A szünetmentes tápegységekben a gépkocsikban található akkumulátorokhoz hasonló elven működő, ám azokkal ellentétben többnyire zárt rendszerű ólomsavas akkumulátorok találhatóak. A legtöbb akkumulátorfajtához hasonlóan az idő múlásával, a kisütési-töltési ciklusok számának növekedésével ez a típus is veszít a hatékonyságából; a gyártók ezért a gyári paramétereknél szereplő áthidalási időt leginkább új telepekkel garantálják, és az akkumulátorok rendszeres (általában három évenkénti) cseréjét javasolják.

Az akkumulátorok kommunikációja

A három nálunk járt UPS közül mindegyik képes a számítógéppel kommunikálni. Ez különösen akkor lehet fontos, ha a felhasználó az áramkimaradás során éppen nincs a bekapcsolt PC közelében, így nem tudja szabályosan leállítani a gépet. Ezt a feladatot ilyenkor a szünetmentes tápegység veszi át; amint az akkumulátor töltöttségi szintje eléri a kritikus szintet, a UPS állapotát figyelő szoftver kiadja a hibernálás parancsot, majd a számítógép leállása után saját magát is lekapcsolja.

Az APC szünetmentes tápegységei mindazonáltal a CD-n mellékelt PowerChute alkalmazás nélkül is problémamentesen kommunikálnak Windows 2000/XP operációs rendszerrel ellátott számítógépekkel; az UPS csatlakoztatása után a rendszer megtalálja az új hardvet, majd a vezérlőpult energiagazdálkodási lehetőségeket szabályozó opciói máris kiegészülnek a külső áramforrással kapcsolatos részletekkel (riasztás, töltöttségi szint stb).

A három UPS-hez a több tagból álló PowerChute alkalmazáscsalád legegyszerűbb, Personal változatát kapjuk, melyet – függetlenül attól, hogy a kommunikációhoz nem elengedhetetlenül szükséges – mindenképpen érdemes telepíteni, hiszen az eseménynaplózás, a beavatkozási szint beállítási lehetősége, illetve a részletesebb állapotfigyelés mind jól jöhet baj esetén.

Back-UPS ES 500

Az általunk kipróbáltak közül a legkisebb teljesítménnyel rendelkező szünetmentes tápegység a Back-UPS sorozat ES alfajához tartozó, 500 VA-es modell. Ezeknek a UPS-eknek közös külső ismertetőjegyük, hogy inkább hasonlítanak egy túlméretes elosztóhoz, mint egy szünetmentes tápegységhez. Az egységen összesen öt (Schuko CEE 7/7 szabványú) konnektoraljzat található, ebből három szünetmentesített, kettő pedig a hálózati tüskéktől védi a rá csatlakoztatott fogyasztókat. Az aprócska akkumulátor a gyári adatok szerint félig terhelten (162 W) valamivel több mint 9 percig képes táplálni a fogyasztókat, ám a gyakorlatban a mi 100 wattot fogyasztó tesztrendszerünket sem bírta ennél lényegesen hosszabb ideig áram alatt tartani.

A Back-UPS ES 500 készülékházán a bekapcsológomb mellett négy állapotjelző lámpát találunk; egy-egy LED jelzi a bekapcsolt állapotot, a telepes üzemet, a túlterhelést, illetve az akkumulátor szükséges cseréjét. A UPS a modemet, illetve a telefon- vagy faxkészüléket is védi a réz érpáron érkező feszültségtüskéktől, a szükséges telefon-átkötőkábelt, illetve az USB-s kommunikációs kábelt megtaláljuk a készülék dobozában.

Már a legkisebb UPS is képes volt „hidegindítani” a rendszerünket, azaz a tesztgép akkumulátorról is elindult, ez különösen dicséretes, ugyanakkor gyanítjuk, hogy hagyományos katódsugárcsöves monitort használva már nem feltétlenül sikerül volna olyan jól ez a próba.

Back-UPS CS 650

Bemutatónk második alanya a Back-UPS CS széria legnagyobb kapacitású, 650 VA-es tagja. A CS család már klasszikus felépítéssel és modern formával fogad minket. A hosszúkás doboz alakú UPS előlapján találjuk a bekapcsológombokat, illetve a visszajelzőfényeket (a Back-UPS ES modellel egyező funkciókkal), az egység hátulján pedig a különböző csatlakozásokat. Itt már IEC 320 C13 szabványú aljzatok szolgálják ki a csatlakoztatott berendezéseket (a dobozban két átkötőkábelt találunk). Összesen négy kimenetet kínál a Back-UPS CS 650, ebből három szünetmentesített, egy csak a tüskéktől véd.

A 650 VA-es modell a gyári adatok szerint félig terhelve (200 W) 11,4 percig képes táplálni a fogyasztókat, a mi tesztrendszerünket fél perc híján húsz percig tartotta, ami áramszünet esetén több mint elegendő idő a számítógép leállítására. A Back-UPS CS család tagjait – köztük a legerősebb modellt is – az ES modellekhez hasonlóan felszerelték telefonvonal-védelemmel, illetve kommunikációs porttal, amihez a mellékelt USB kábel vagy az ingyenesen megrendelhető soros adatkábel csatlakoztatható. A UPS a kisebbik modellhez hasonlóan sikerrel vette a hidegindítási próbát is, ezzel a legnagyobb Back-UPS CS jó kiegészítője lehet a nagyobb teljesítményű otthoni rendszereknek.

Back-UPS RS 800

Mindhárom UPS közül a legnagyobb terhelhetőséggel rendelkező modell a Back-UPS RS család közepes méretű, 800 VA-es tagja. Az immáron tekintélyes tömeggel rendelkező szünetmentes tápegység a két korábban bemutatott modelltől eltérően már line-interactive rendszerű egység, ami a gyakorlatban annyit jelent, hogy áramingadozás esetén képes rátáplálásra vagy leszabályozásra (ebből ered a módszer elnevezése), illetve lényegesen gyorsabban reagál az áramkimaradásra, mint a másik két bemutatott (standby rendszerű) tápegység, amelyek az áramhálózat legkisebb rendellenességét észlelve azonnal átváltanak akkumulátoros üzemmódba. Mivel a standby egységek invertere nincs állandóan üzemben, ezért az átkapcsolás ezeknél a UPS-eknél több időt vesz igénybe, mint a line-interactive típusoknál.

A legnagyobb vizsgált UPS külalakja nem sokban tért el a közepes méretű Back-UPS CS modelltől, a kezelőszervek is megegyeznek, lényeges különbséget csak a hátlapon láthatunk. A kimenetek száma ennél a modellnél hatra nőtt, ebből négy szünetmentesített, kettő csak a tüskéktől véd. Ehhez a típushoz is két IEC 320 C13-C14 átkötőkábelt, illetve egy USB-s kommunikációs kábelt kapunk (a soros kábel ingyenesen rendelhető az egységhez), újdonság, hogy a Back-UPS RS a telefon, illetve a modem mellett már a hálózati interfészt is védi a hirtelen áramimpulzusoktól.

A Back-UPS RS család 800 VA-es tagja 270 wattos (50 százalékos) terhelés mellett 17,6 percig nyújt áramot a fogyasztóknak, tesztrendszerünket ezzel szemben több mint 36 percig tudta táplálni, ekkora áthidalási időt mi már csak szervereknél látunk igazán szükségesnek. Mondanunk sem kell, hogy a hidegindítással semmi problémája nem akadt a 800 VA-es modellnek, sejtésünk szerint ennek a típusnak már egy nagy teljesítményfelvételű CRT-monitor bekapcsolása vagy több merevlemez egyidejű felpörgése sem jelentene problémát.

Értékelés

Az APC kedvező árú, munkaállomásokat védő Back-UPS családjába tartozó szünetmentes tápegységeiről szerzett tapasztalatainkat összegezve elmondhatjuk, hogy akinek a most bemutatott három szünetmentes áramforrás bármelyike védi a számítógépét, annak nincs igazán miért aggódnia az áramhálózat hibáit illetően. Már a legkisebb, 500 VA-es Back-UPS ES modell is rendelkezik annyi tartalékkal, hogy egy TFT-monitorral felszerelt közepes teljesítményű gépet csaknem tíz percig áram alatt tudjon tartani, a Back-UPS CS 650-nél ez az idő csaknem a duplája, a 800 VA-es Back-UPS RS pedig akkora teljesítménnyel szolgál, hogy akár két számítógépet is ráköthetünk.

A cég szünetmentes egységeinek minősége nagyon meggyőző, a kezelésük és karbantartásuk egyszerű, illetve számos gyártó termékeivel ellentétben cserealkatrész- (akkumulátor-) ellátottságuk is megoldott, ráadásul meghibásodás esetén a gyártó két év helyszíni cseregaranciát vállal a készülékekre. Tegyük hozzá, hogy mindezért kissé mélyebbre kell nyúlni a zsebbe, ugyanakkor a nagynevű cég termékei a fentieken túl cserébe valóban azt tudást nyújtják, amit a gyártó ígér.

A szünetmentes tápegységek a számítástechnikai piacot az utóbbi években elárasztó, többnyire teljesen haszontalan divatcikkekhez képest méltatlanul háttérbe szorultak, sokan még most is csak akkor határozzák el magukat ilyen eszköz beszerzésére, ha legalább egyszer a saját bőrükön tapasztalták, milyen következményekkel járhat a hiányuk. Ha valaki bármely okból kifolyólag UPS vásárlására adja a fejét, azt javasoljuk, hogy mindenképpen valamelyik nevesebb gyártó modelljének adjon bizalmat, mi is ezt tesszük, amikor a Back-UPS család mindhárom bemutatott tagját ajánlott értékeléssel díjazzuk.

APC Back-UPS ES 500, CS 650, RS 800

Renwick

Az APC szünetmentes tápegységeket az APC hazai képviseletétől kaptuk kipróbálásra.